(57)【要約】  本発明は、距離を測定するためのシステムであって、レーザ光の不連続なスポットのパターンを、パルスのシーケンスで物体に向けて投射するための光源と、パルスのシーケンスと同期して、物体によって反射されたパターンを表す光を検出するための、画像素子を備えた検出器と、上記画像素子によって生成された露出値の関数として、物体までの距離を算出するための処理手段と、を備える、距離を測定するためのシステムに関する。画像素子は、第１の時間窓の間に反射された光の第１の光量を表す第１の電荷量と、第２の時間窓の間に反射された光の第２の光量を表す第２の電荷と、を累積することによって露出値を生成する。ソリッドステート照射源は、±２０ｎｍ未満の波長分散を有する実質的に単色の光を放出し、検出器は、対応する狭帯域バンドパスフィルタを備えている。
2019529957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体までの距離を測定するためのシステム（２００）であって、
レーザ光の不連続なスポットのパターンを、パルスのシーケンスで前記物体に向けて投射するように配置されたソリッドステート光源（２１０）と、
複数の画像素子を備える検出器（２２０）であって、前記検出器（２２０）が、前記パルスのシーケンスと同期して、前記物体によって反射された不連続なスポットの前記パターンを表す光を検出するように構成される、検出器（２２０）と、
前記検出された光に応じて前記画像素子によって生成された露出値の関数として、前記物体までの前記距離を算出するように構成された処理手段（２４０）と、
を備え、
前記画像素子（２２０）は、前記シーケンスの前記パルスのすべてについて、第１の予め定められた時間窓（１０）の間に前記物体によって反射された光の第１の光量を表す第１の電荷量と、第２の予め定められた時間窓（２０）の間に前記物体によって反射された光の第２の光量を表す第２の電荷量であって、前記第２の予め定められた時間窓（２０）が、前記第１の予め定められた時間窓（１０）の後に起こる、第２の電荷量と、を蓄積することによって前記露出値を生成するように構成され、
前記複数の画像素子のそれぞれが、少なくとも２つの電荷ストレージウェルを備え、
前記第１の光量の前記検出および前記第２の光量の前記検出が、前記少なくとも２つの電荷ストレージウェルのそれぞれにおいて行われ、
前記ソリッドステート照射源が、±２０ｎｍ未満の波長分散を有する実質的に単色の光を放射し、前記検出器が、対応する狭帯域バンドパスフィルタ（１０６０；１１６０；１２６０；１３６０；１４６０）を備える、物体までの距離を測定するためのシステム（２００）。
【請求項２】
前記ソリッドステート光源（２１０）が、異なるスポットが異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）を有するように不連続なスポットの前記パターンを放射するように適合され、前記異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）が、異なる入射角における前記狭帯域バンドパスフィルタ（１０６０；１１６０；１２６０；１４６０）の通過帯域の最大値に対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ソリッドステート光源（２１０）が、前記異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）で光を放射する複数のタイルを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ソリッドステート光源（２１０）が、前記異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）を得るようにＶＣＳＥＬアレイのうちの個々のＶＣＳＥＬの発光波長を適合させるように構成された微小電気機械システムを備えた前記ＶＣＳＥＬアレイを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ソリッドステート光源（２１０）が、前記異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）を得るようにＶＣＳＥＬアレイのうちの個々のＶＣＳＥＬの発光波長を適合させるように構成された圧電トランスデューサを備えた前記ＶＣＳＥＬアレイを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記狭帯域バンドパスフィルタ（１０６０；１１６０；１２６０；１３６０）への入射角を変更して、前記狭帯域バンドパスフィルタ（１０６０；１１６０；１２６０；１３６０）の主面の法線の周りの所定の範囲に前記入射角を制限するように構成された光学系（１０３０〜１０４０；１１３０〜１１５０；１２３０〜１２５０；１３３０）をさらに備え、前記複数の画像素子が、前記焦点面に対応する曲率を有する基板上に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記光学系が、像空間テレセントリックレンズを備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記光学系が、像空間テレセントリック構成に配置された、ほぼ同じ焦点距離を有する２つのレンズ（１０３０、１０４０；１１３０、１１４０）を備える、請求項７に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記光学系が、前記２つのレンズ（１１３０、１１４０）と前記狭帯域バンドパスフィルタ（１１６０）との間に配置された第１のミニレンズアレイ（１１５０）をさらに備え、前記２つのレンズ（１１３０、１１４０）から前記第１のミニレンズアレイ（１１５０）に入射する実質的にすべての光線を前記所定の範囲に方向付ける、請求項８に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記光学系が、前記狭帯域バンドパスフィルタ（１２６０）と前記少なくとも１つの検出器（１０２）との間に配置された第２のミニレンズアレイ（１２７０）をさらに備え、前記ミニレンズアレイ（１２７０）の個々のミニレンズが、入射光を前記少なくとも１つの検出器（１０２）の個々の画素のそれぞれの感光エリア上に集束させる、請求項８または９に記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記第１の予め定められた時間窓と前記第２の予め定められた時間窓とは実質的に等しい時間長であり、連続して発生する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
車両の周囲のエリアのうちの少なくとも一部を動作可能にカバーするように配置された、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム（１００）を備える車両。
【請求項１３】
カメラであって、前記カメラが、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム（１００）を備え、それにより、前記システム（１００）が、前記システムから得られた情報に基づいて前記カメラの画像に３次元情報を付加し、３次元画像を作成することを可能にするように適合されている、カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体までの距離を測定するためのシステムの分野に関し、具体的には、シーンまたはその一部の特徴付けに用いられる飛行時間ベースの検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リモートセンシング技術の分野において、主に、限定されないが、例えば自動車および産業の環境、ゲーム用途、ならびに地図作成用途などの、多くの制御用途およびナビゲーション用途に用いられる高分解能の周辺地図を作る用途において、飛行時間ベースの検知を用いて、センサからの物体の距離を測定することが知られている。飛行時間ベースの技法は、ＲＦ変調光源、レンジゲート撮像装置、および直接飛行時間型（ＤＴｏＦ：ｄｉｒｅｃｔ  ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）撮像装置の使用を含む。ＲＦ変調光源およびレンジゲート撮像装置を使用するためには、対象のシーン全体を、変調光源またはパルス光源で照射する必要がある。たいていのＬＩＤＡＲなどの直接飛行時間型システムは、パルスビームで関心領域を機械的に走査し、その反射をパルス検出器で検知する。
【０００３】
放出されたＲＦ変調信号を検出された反射信号と関連付けることを可能にするためには、放出された信号はいくつかの制約を満たさなければならない。実際には、これらの制約により、ＲＦ変調システムは、車両用システムとして用いるには極めて非実用的となる、すなわち、従来の安全限界の範囲内かつ通常の車両のパワーバジェットの範囲内の信号強度の場合、達成可能な検出範囲が非常に限られることが判明している。
【０００４】
たいていのＬＩＤＡＲシステムで使用されている直接ＴｏＦ（ＤＴｏＦ）撮像装置は、強力なパルスレーザ（ナノ秒パルス方式で動作）と、１次元の点の測定値から３次元のマップを得るための機械的走査システムと、パルス検出器と、を備える。このタイプのシステムは、カリフォルニア州モーガンヒルのＶｅｌｏｄｙｎｅ  Ｌｉｄａｒを含む供給業者から現在入手可能である。最新のシステムの一例として、Ｖｅｌｏｄｙｎｅ  ＨＤＬ−６４Ｅは、毎秒５回転〜１５回転で機械的に回転する構造の６４個の高出力レーザおよび６４個の検出器（アバランシェダイオード）を使用している。これらのＤＴｏＦ  ＬＩＤＡＲシステムが必要とする光パワーは高すぎて、パワーの範囲が５桁〜６桁低い半導体レーザでは得ることができない。加えて、走査するために機械的に回転する要素を使用することにより、このタイプのシステムの小型化、信頼性、およびコスト削減の可能性が制限される。
【０００５】
Ｔｒｉｌｕｍｉｎａ名義の米国特許出願公開第２０１５／００６３３８７号明細書は、２０ナノ秒のパルス幅を有するパルスで合計５０ｍＷのエネルギーを送出するＶＣＳＥＬを開示している。市販されているＯｐｔｅｋ  ＯＰＶ３１０  ＶＣＳＥＬは、１０ナノ秒の時間長を有するパルスで合計６０ｍＷのエネルギーを送出し、このＶＣＳＥＬは、外挿により、１００ｍＷの最大光出力パワーを有するものと推定され得る。この値は、非常に厳格な動作条件、すなわち、熱的問題による不安定さを回避するような最適なデューティサイクルおよび短いパルス幅という条件の下でのみ実現される。Ｔｒｉｌｌｕｍｉｎａの開示およびＯｐｔｅｋシステムは共に、連続波ＶＣＳＥＬシステムが、ＶＣＳＥＬの設計に本質的に関連している熱的制約のために、光のピークパワー出力に関して物理的限界に達しているということを示している。これらのパルスエネルギーレベルにおいて、ＤＴｏＦ用途で現在使用されるナノ秒パルスを用いると、１２０ｍ離れた物体によって有用に反射されることが見込まれ得る光子の純粋な数は非常に少ないため、ＣＭＯＳアレイ、またはＣＣＤアレイ、またはＳＰＡＤアレイなどの従来の半導体センサによる検出が無効になる。したがって、既知のＤＴｏＦシステムの範囲を広げるために必要とされる、５桁分または６桁分のＶＣＳＥＬパワー出力の増大は、物理的に不可能である。
【０００６】
いくつかの反射された光子を捉えるのに理論上は十分な感度のアバランシェダイオード（ＡＤまたはＳＰＡＤ）を使用したとしても、既知のＬＩＤＡＲシステムアーキテクチャでは役立つように効果的に使うことができない。ＳＰＡＤアレイのソリッドステート実装は、順次読み出さなければならない。所望の精度を達成するためには、多数のＳＰＡＤが必要とされる。ソリッドステート実装の順次読み出しという制約は、システムの帯域幅を制限するため、所望の精度を得るには不適切になる。Ｖｅｌｏｄｙｎｅシステムなどの精度（距離によらず、０．０２ｍ〜０．０４ｍ）を得るためには、必要な読み出しデータレートは、今日のＩＣ実装で実際に達成可能な帯域幅を超える。１２０ｍでの動作の場合、５００画素×５００画素のＳＰＡＤアレイが必要とされ、これは、ＩＣベースの実装では、順次読み出さなければならない。上記のＶｅｌｏｄｙｎｅシステムと同じ精度を得るためには、１ミリ秒当たり１０００パルス、したがって１ミリ秒当たり１０００フレームが必要とされ、毎秒２５０ギガピクセルの読み出しレートに換算される。これは、現在のＳＰＡＤ  ＩＣ技術の状況では技術的に実現不可能であると考えられる。
【０００７】
Ｎｅｉｌ  Ｅ．Ｎｅｗｍａｎらによる論文“Ｈｉｇｈ  Ｐｅａｋ  Ｐｏｗｅｒ  ＶＣＳＥＬｓ  ｉｎ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  ＬＩＤＡＲ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｕｎｄｅｒｇｒａｄｕａｔｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  ２０１３，  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｕｒｐ．ｏｒｇ／２０１３／１２０１７ＥＸＲ．ｐｄｆは、ＶＣＳＥＬベースのＬＩＤＡＲの使用について説明している。この論文によれば、広視野ＬＩＤＡＲを０．７５ｍよりも大きな範囲で行うには、記載されているプロトタイプシステムの最大出力パワーが不十分であったことが記載されている。この著者らは、比較的集束したビーム（１ｍの距離で０．０２ｍのスポットサイズ）を用いた場合に、最大１ｍ離れた対象物体の距離を測定することができた。
【０００８】
既知のＬＩＤＡＲシステムの動作が自動車用途において実用に供されるために必要なパワーの要件（例えば、最大１２０ｍの範囲）は、現在の半導体レーザによって放出された光パワーでは満たすことができないことを、上記の例は明らかに示している。
【０００９】
Ａｖａｇｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｇｅｎｅｒａｌ  ＩＰ  （Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ）  Ｐｔｅ．  Ｌｔｄ．名義の米国特許第７，５４４，９４５号明細書では、より小型であり、かつ費用効果の高いＬＩＤＡＲ機能を提供するための、複数のレーザを用いた車両ベースのＬＩＤＡＲシステムおよび方法が開示されている。レーザアレイに対応する搭載光学素子がそれぞれのインタロゲーションビームを実質的に異なる方向に生成するように、レーザアレイにおける各レーザが順次アクティブにされ得る。これらのビームからの光が車両の周囲の物体によって反射され、検出されることによって、物体に関する情報が車両の運転者および／または乗客に提供される。上記特許は、既知のＤＴｏＦのＬＩＤＡＲシステムにおける既知の機械的走査の代わりに、個々のレーザを連続的にアクティブにするソリッドステート方式のプロジェクタを提供する。
【００１０】
飛行時間型検出を使用しない、車両用の高精度の中距離周囲検知システムが、本出願と同一の出願人による国際公開第２０１５／００４２１３号パンフレットから知られている。上記パンフレットでは、物体の位置測定は、パルス状照射線スポットを投射し、予め定められた基準スポット位置を参照して検出スポットの変位を分析することに基づいて行われる。より具体的には、上記パンフレットのシステムは三角測量を用いる。しかしながら、達成可能な精度は三角測量ベースに相関するため、達成可能なさらなる小型化が制限される。
【００１１】
米国特許出願公開第２０１２／００３８９０３号明細書には、シーンの照射を適応制御するための方法およびシステムが開示されている。特に、シーンが照射され、シーンから反射された光が検出される。シーンにおける異なるエリアに対応するマルチピクセル検出器の異なる画素によって受信された光強度のレベルに関する情報、および／または、シーンにおけるエリアまでの距離に関する情報が受信される。次いで、この情報は、シーンにおける照射のレベルを制御するためのフィードバック信号として用いられる。より具体的には、シーンの異なるエリアには、フィードバック信号に応じて異なる照射レベルが与えられる。
【００１２】
欧州特許出願公開第２３２２９５３号明細書には、距離分解能を低下させることなく、距離測定範囲を拡大させることが可能な距離画像センサが開示されている。照射源は、時間軸上に順番に配置された第１〜第５のフレームの照射パルスとして、物体に照射される第１〜第５のパルス列を供給する。フレームのそれぞれにおいて、撮像時間が、各フレームの開始点から予め定められた時間の点で規定されており、また、パルスは、第１〜第５のフレームの開始点から、それぞれ互いに異なるずれ量だけずれている。画素アレイは、５つのフレームのそれぞれにおける撮像ウィンドウＡおよびＢを用いて、互いに異なる距離範囲にある物体の距離情報をそれぞれが有する要素画像信号を生成する。処理ユニットは、要素画像信号を組み合わせることによって画像信号を生成する。５つの飛行時間型測定が用いられるため、広い距離範囲にある物体の距離情報を得るために照射パルスの幅を増大させる必要がなく、距離分解能が低下しない。
【００１３】
欧州特許出願公開第２２９０４０２号明細書には、２次元配置された複数のユニットからなる撮像領域を有する半導体基板上に設けられ、それにより、ユニットから出力された電荷量に基づいて距離画像を得る、距離画像センサが開示されている。ユニットのうちの１つには、入射光に応じて電荷が発生する電荷発生領域（転送電極の外側の領域）と、電荷発生領域からの電荷を収集するための、空間的に隔てられて配置された少なくとも２つの半導体領域と、半導体領域の各周囲に取り付けられ、位相の異なる電荷転送信号が与えられ、半導体領域を取り囲む転送電極と、が設けられている。
【００１４】
川人祥二らによる論文“Ａ  ＣＭＯＳ  Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｗｉｔｈ  Ｇａｔｅｓ−ｏｎ−Ｆｉｅｌｄ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ”，  ＩＥＥＥ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ，  Ｖｏｌ．  ７，  ｎｏ．  １２，  ｐ．  １５７８−１５８６には、光変換および電荷転送のための、フィールド酸化膜構造上の単層ゲートを用いたＣＭＯＳ飛行時間型（ＴＯＳ）距離画像センサの一種が開示されている。この構造は、標準的なＣＭＯＳプロセスで、１５×１５μｍ２の画素を有する高密度のＴＯＦ距離撮像アレイの実現を可能にする。高速の電荷転送のために必要なｎ型埋め込み層を作成するための追加のプロセス工程のみが、製造プロセスに追加される。センサは、アクティブな照射光源からの赤外光パルスが反射して戻ることによって生じた光電荷の時間遅延依存変調に基づいて動作する。背景光の影響を減らすために、小さなデューティサイクルの光パルスが用いられ、電荷排出構造が画素に含まれる。製造されたＴＯＦセンサチップは、１００ナノ秒のパルス幅で、毎秒３フレームで０．７４ｃｍの距離分解能を改良して、毎秒３０フレームで２．３５ｃｍの距離分解能を測定する。
【００１５】
本出願の出願日の時点では公開されていない、本出願と同一の出願人による欧州特許出願第１５１９１２８８．８号明細書には、物体までの距離を測定するためのシステムおよび方法のいくつかの態様が記載されている。
【００１６】
ＡＤＡＳ（自動運転支援システム）の用途および自動運転の用途などの複雑な車両周囲検知の用途において、極度の小型化、および／または、より長い距離範囲を実現することが継続して求められており、しかも手頃なコストで、かつ、小型の半導体集積フォームファクタで実現することが継続して求められている。広い視野と極めて高い検出感度とを組み合わせたシステムが特に求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／００６３３８７号明細書
【特許文献２】米国特許第７，５４４，９４５号明細書
【特許文献３】国際公開第２０１５／００４２１３号パンフレット
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１２／００３８９０３号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第２３２２９５３号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第２２９０４０２号明細書
【特許文献７】欧州特許出願第１５１９１２８８．８号明細書
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Ｎｅｉｌ  Ｅ．Ｎｅｗｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｈｉｇｈ  Ｐｅａｋ  Ｐｏｗｅｒ  ＶＣＳＥＬｓ  ｉｎ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  ＬＩＤＡＲ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｕｎｄｅｒｇｒａｄｕａｔｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，２０１３，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｕｒｐ．ｏｒｇ／２０１３／１２０１７ＥＸＲ．ｐｄｆ
【非特許文献２】Ｓｈｏｊｉ  Ｋａｗａｈｉｔｏ  ｅｔ  ａｌ．，“Ａ  ＣＭＯＳ  Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｗｉｔｈ  Ｇａｔｅｓ−ｏｎ−Ｆｉｅｌｄ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ”，ＩＥＥＥ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．７，ｎｏ．１２，ｐ．１５７８−１５８６
【発明の概要】
【００１９】
本発明の実施形態の目的は、変位ベースの車両周囲検知システムのために、さらに小型で長距離の代替策を提供することである。さらに、本発明の実施形態の目的は、既知のＬＩＤＡＲシステムのために、完全にソリッドステート方式の代替策を提供することである。
【００２０】
本発明の一態様によれば、物体までの距離を測定するためのシステムであって、レーザ光の不連続なスポットのパターンを、パルスのシーケンスで物体に向けて投射するように配置されたソリッドステート光源と、複数の画像素子を含む検出器であって、検出器が、パルスのシーケンスと同期して、物体によって反射された不連続なスポットのパターンを表す光を検出するように構成される、検出器と、検出された光に応じて画像素子によって生成された露出値の関数として、物体までの距離を算出するように構成された処理手段と、を備え、画像素子は、シーケンスのパルスのすべてについて、第１の予め定められた時間窓の間に物体によって反射された光の第１の光量を表す第１の電荷量と、第２の予め定められた時間窓の間に物体によって反射された光の第２の光量を表す第２の電荷量であって、第２の予め定められた時間窓が、第１の予め定められた時間窓の後に起こる、第２の電荷量と、を蓄積することによって露出値を生成するように構成され、ソリッドステート照射源が、±２０ｎｍ未満の波長分散を有する実質的に単色の光を放射し、検出器が、対応する狭帯域バンドパスフィルタを備える、物体までの距離を測定するためのシステムが提供される。
【００２１】
本発明は、直接飛行時間ベースの測距システムと同じ物理原理、すなわち、光が一定の距離を進むのにかかる時間は常に一定であるという事実に依拠する。ただし、本発明は、送信され、その後に対象物体によって反射された光パルスが進んだ距離を測定するためにレンジゲーティングを用いる。本発明は、とりわけ、レンジゲーティングと、少なくとも部分的に同時にスポットパターンを投射すること（新規な照射スキームに基づく）と、低出力の半導体光源と、を組み合わせることによって、大幅に小型化され、完全にソリッドステート方式であり、かつエネルギー効率のよい長距離の距離検出方法を得ることができる、という発明者らの洞察に依拠している。本明細書で使用される「パターン」という用語は、同時に投射されるスポットの空間的な分布を指す。検出されたスポット反射の３次元空間における位置を測定するためには、測距ステップから得られた距離情報を角度情報と組み合わせて、残りの２つの空間座標を確定させることが必要である。画素アレイと好適に配置された光学系とを備えるカメラを用いて、反射が検出された画素を特定することにより、追加の角度情報を提供することができる。
【００２２】
本発明の実施形態は、所望範囲でＬＩＤＡＲシステムのソリッドステート光源によって生成されたスポットパターンを使用可能にするためには、光パワーの限界を回避する方法が必要である、という発明者らのさらなる洞察に依拠している。パルスの時間長を延長することによって、かつ少なくとも２つの半導体センサウェルまたは少なくとも２つの画素における複数のＶＣＳＥＬ生成光パルスの反射エネルギーを積分し、次いで積分された電荷を一度に読み出すことによって、ソリッドステート実装を用いて現在可能な動作範囲よりも大幅に動作範囲の広いソリッドステートＬＩＤＡＲシステムを得ることができることを発明者らは見出した。以下、「ストレージ」という用語は、光子の検出に応じて電荷が蓄積されるウェルまたは画素を示すために用いられる。
【００２３】
本発明の利点は、ソリッドステート光源およびソリッドステートセンサ（ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ、またはＳＰＡＤアレイなど）が同一半導体基板上に集積され得ることである。ソリッドステート光源は、ＶＣＳＥＬアレイを備え得る。
【００２４】
さらに、２つの連続する時間窓で検出された反射光エネルギーを評価し、この２つの連続する時間窓で蓄積された電荷の合計を正規化することによって、調査対象の物体の反射率および環境光の寄与の変化の影響を距離算出アルゴリズムで適切に考慮することができる。
【００２５】
画像素子において、衝突光を表す電荷は、ウェルレベルまたは画素レベルで蓄積され得る。ウェルレベルでの電荷蓄積の利点は、読み出し雑音が最小限に抑えられ、より優れた信号雑音比が得られることである。
【００２６】
パルスのシーケンスの送信および検出は、周期的に繰り返されてもよい。
【００２７】
車載物体検出システムは、５００Ｗ／ｍ２程度の太陽光からなる潜在的に強い「背景放射」にわたって、投影パターンの反射、すなわち投影スポットを検出できなければならない。本発明は、この問題を克服するためのさらなる特徴に依拠しており、その特徴は、スポットを単色光として投影することと、検出対象の光を、投影されたスポットの波長の周りの狭い帯域にフィルタリングすることと、それにより、扱う太陽光の光量を、関連する帯域に存在する光まで低減すること、から構成される。
【００２８】
本明細書で使用される場合、単色光は、一般的な半導体レーザ装置によって生成されるレーザ光を含むと理解されたい。単色光の波長分散は、±２０ｎｍ未満、好ましくは±１０ｎｍ未満、より好ましくは±５ｎｍ未満、最も好ましくは±３ｎｍ未満または±１ｎｍ未満である。したがって、狭帯域バンドパスフィルタは、１〜３ｎｍの範囲の通過帯域幅を有することが好ましい。照射源は、７００〜１５００ｎｍ、好ましくは８００〜１０００ｎｍのスペクトルのレーザ光を生成するように適合させることができる。具体的な実施形態では、光学系は、ミニレンズアレイの個々のミニレンズが入射光を少なくとも１つの検出器の個々の画素のそれぞれの感光エリア上に集束させるように、狭帯域バンドパスフィルタと少なくとも１つの検出器との間に配置されたミニレンズアレイ／マイクロレンズアレイをさらに備える。この１画素につき１つのミリレンズを配置することの利点は、すべての入射光を画素の感光部分に光学的に案内することによって、基礎となるセンサのフィルファクタによる損失を低減できることである。
【００２９】
本発明によるシステムの一実施形態では、ソリッドステート光源は、異なるスポットが異なるそれぞれの波長を有するように不連続なスポットのパターンを放射するように適合され、異なるそれぞれの波長は、異なる入射角における狭帯域バンドパスフィルタの通過帯域の最大値に対応する。後者は、入射角によるブルーシフトと呼ばれる。
【００３０】
本実施形態の利点は、投射スポットの反射を画像素子上に集束させるように配置された検出器側の光学系を（光線の光路の方向を考慮して）狭帯域バンドパスフィルタ後に設けることができることである。これにより、標準のフィルタを使用して、設計をより安価かつ小型にすることができる。本実施形態では、このような光学配置により、異なる光線が異なる角度で狭帯域バンドパスフィルタを通過することができ、異なる光線に対して異なる有効なフィルタ特性がもたらされるという事実は、異なるスポットが、そのスポットに対する光線が通るであろう物理的経路に適用される有効なフィルタ特性に適合される波長を有することを確実にすることによって適切に補償され得る。
【００３１】
特定の実施形態では、ソリッドステート光源は、異なるそれぞれの波長で光を放射する複数のタイルを備える。
【００３２】
本実施形態の利点は、所望の波長で光を放射するように異なるタイルを容易に構成できることである。本実施形態のさらなる利点は、光源製造プロセスの歩留まりが向上することであり、これは、製造された光源の有効波長の自然な変動が不利益ではなく利点となるためである、すなわち、公称波長から外れる有効波長を有する製造された光源をタイルのアレイの様々な位置で使用できるためである。
【００３３】
別の特定の実施形態では、ソリッドステート光源は、異なるそれぞれの波長を得るようにＶＣＳＥＬアレイのうちの個々のＶＣＳＥＬの発光波長を適合させるように構成された微小電気機械システムを備えたＶＣＳＥＬアレイを備える。
【００３４】
本実施形態の利点は、アレイ内の個々のＶＣＳＥＬの光学特性を所望の波長に応じて変更できることである。
【００３５】
別の特定の実施形態では、ソリッドステート光源は、異なるそれぞれの波長を得るようにＶＣＳＥＬアレイのうちの個々のＶＣＳＥＬの発光波長を適合させるように構成された圧電トランスデューサを備えたＶＣＳＥＬアレイを備える。
【００３６】
本実施形態の利点は、アレイ内の個々のＶＣＳＥＬの光学特性を所望の波長に応じて変更できることである。
【００３７】
一実施形態では、本発明によるシステムは、狭帯域バンドパスフィルタへの入射角を変更して、狭帯域バンドパスフィルタの主面の法線の周りの所定の範囲に入射角を制限するように構成された光学系をさらに備え、複数の画像素子が、焦点面に対応する曲率を有する基板上に配置される。
【００３８】
既知の光学システムは、満足のいく結果（すなわち、画像全体に対して一定のフィルタリング特性）を得るのに十分に垂直な角度で入射光を狭帯域バンドパスフィルタ上に送達しない。このことは、テレセントリック光学系などの適切な光学系で補正することができるが、このような光学系は、非平面焦点面を提示する傾向があり、広い視野が望まれる場合には、この効果はより顕著になる。そのために、純粋に平面の検出器に投影された画像は、検出器の特定の部分では焦点が合わなくなる。本発明の利点は、狭帯域バンドパスフィルタに垂直に入射光をレンダリングするための特定の光学的構成を有する狭帯域バンドパスフィルタと、光学系の焦点面の形状に従う形状の検出器と、を組み合わせることによって極めて正確なフィルタリングが可能になることである。
【００３９】
特定の実施形態では、光学系は、像空間テレセントリックレンズを備える。
【００４０】
より特定の実施形態では、光学系は、像空間テレセントリック構成に配置された、ほぼ同じ焦点距離を有する２つのレンズを備える。
【００４１】
より特定の実施形態では、光学系は、２つのレンズと狭帯域バンドパスフィルタとの間に配置された第１のミニレンズアレイをさらに備え、２つのレンズから第１のミニレンズアレイに入射する実質的にすべての光線を所定の範囲に方向付ける。
【００４２】
より特定の実施形態では、光学系は、狭帯域バンドパスフィルタと検出器との間に配置された第２のミニレンズアレイをさらに備え、ミニレンズアレイの個々のミニレンズが入射光を検出器の個々の画素のそれぞれの感光エリア上に集束させる。
【００４３】
本発明によるシステムの一実施形態では、第１の予め定められた時間窓と第２の予め定められた時間窓とは実質的に等しい時間長であり、連続して発生する。
【００４４】
本実施形態の利点は、周辺画素から平均された蓄積環境光を差し引くことによって、距離算出式における環境光の寄与を容易に相殺することができる点である。
【００４５】
具体的な実施形態では、複数の画像素子のそれぞれは少なくとも２つの電荷ストレージウェルを含み、第１の光量の検出および上記第２の光量の上記検出は、上記少なくとも２つの電荷ストレージウェルのうちのそれぞれの電荷ストレージウェルで行われる。
【００４６】
「電荷ストレージウェル」という用語は、画素に衝突する光子の変換によって発生した電荷を蓄積する、半導体基板に設けられたストレージ、例えばコンデンサを指す。この具体的な実施形態の目的は、良好な信号雑音比を実現し、センサの範囲全体を広げることである。
【００４７】
本発明の一態様によれば、車両の周囲のエリアのうちの少なくとも一部を動作可能にカバーするように配置された上述のシステムを備える車両が提供される。
【００４８】
本発明によるシステムは、限定はされないが、ＥＣＵ（電子制御ユニット）などのＡＤＡＳまたは自動運転制御ユニットを備える車両において特に有利である。車両は、システムから測定情報を受信し、ＡＤＡＳ制御または自動運転の意思決定の情報を用いるように適合された車両制御ユニットをさらに備えてもよい。車両の周囲のエリアの一部としては、車両の前方、側方、または後方の路面を挙げることができる。したがって、システムは、アクティブサスペンションまたはセミアクティブサスペンションに用いられる、車の前方の路面の道路形状情報を提供し得る。
【００４９】
本発明の一態様によれば、カメラが提供され、カメラは、上述のシステムを備え、それにより、システムは、システムから得られた情報に基づいてカメラ画像に３次元情報を付加し、３次元画像を作成することを可能にするように適合されている。
【００５０】
本発明によるカメラおよび車両の実施形態の技術的効果および利点は、必要な変更を加えて、本発明によるシステムの対応する実施形態の技術的効果および利点に対応する。
【００５１】
ここで、本発明の上記および他の態様および利点を、添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による方法の一実施形態のフローチャートである。
【図２】本発明によるシステムの一実施形態を概略的に示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態における光の投射および検出のタイミング図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態における光の投射および検出のタイミング図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態における光の投射および検出のタイミング図である。
【図４】入射光パワーの関数としての、対数トーンマッピング（上）および多重線型トーンマッピング（下）によって得られた例示的な画素出力の図である。
【図５】入射光パワーの関数としての、高ダイナミックレンジのマルチ出力画素によって得られた例示的な画素出力の図である。
【図６】本発明の実施形態に用いられる高ダイナミックレンジ画素の構造を概略的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態に用いられる、別個の転送ゲートをそれぞれ有する２つの電荷ウェル（ビン）を有する画素アーキテクチャの一実施形態を概略的に示す図である。
【図８】本発明の実施形態に用いられる第１の例示的な光学配置を概略的に示す図である。
【図９】本発明の実施形態に用いられる第２の例示的な光学配置を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に用いられる第３の例示的な光学配置を概略的に示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に用いられる第４の例示的な光学配置を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に用いられる第５の例示的な光学配置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本出願と同一の出願人による国際公開第２０１５／００４２１３号パンフレットに開示されているタイプの周囲検知システムは、広範囲にわたるシーンを観察しながら、そのシーンを同時または部分的に同時に、明確に定義された不連続ないくつかのスポットのみにおいて、特に、予め定められたスポットパターンで照射するという利点を有する。優れた束品質および極めて狭い出力スペクトルを有するＶＣＳＥＬレーザを用いることにより、昼光の存在下であっても、限られた量の出力パワーで検出範囲を得ることが可能である。国際公開第２０１５／００４２１３号パンフレットのシステムで行われる実際の測距は、変位検出、特に三角測量に依拠しており、これは、パワーバジェットの観点から必要とされる長い（準定常の）パルスの時間長の文脈において実際に利用可能な、唯一の方法であると理解されていた。今日まで、小型の半導体ベースの飛行時間ベースのシステムでは、同等のパワー／性能特性を達成することができなかった。
【００５４】
本発明は、飛行時間ベースのシステムの動作方法を根本的に変えることによって、この限界を克服する。本発明は、個々のパルスの時間長を増やすことによって、かつ、多数の個々のパルスのシーケンスからなる仮想の「合成パルス」を生成することによって、飛行時間型測定毎に放出される光エネルギーの総量（したがって、飛行時間型測定毎の検出器での検出に利用可能な光子の数）を増やす。発明者らは、このように拡張したパルスを束ねることによって、所望の動作範囲について低出力のＶＣＳＥＬで必要量の光エネルギー（光子）を得ることができた。
【００５５】
既存のＬＩＤＡＲシステムの個々のパルスが１ナノ秒の時間長を有し得る場合、本発明によるシステムは、ＶＣＳＥＬなどの半導体レーザの比較的低い出力レベルを部分的に補償するような実質的により長い時間長から利益を享受し、本発明の実施形態では、シーケンス内の個々のパルスは、１マイクロ秒の例示的な時間長を有し得る（これは説明を明確かつ単純にするために本明細書で選択された１つの可能な値であって、より一般的には、本発明の実施形態において、パルス時間長は例えば５００ナノ秒以上であってもよく、好ましくは７５０ナノ秒以上、最も好ましくは９００ナノ秒以上であってもよい）。本発明による例示的なシステムでは、シーケンスは１０００パルスサイクルから構成されてもよく、したがって時間長が合計１ミリ秒であってもよい。光が１００ｍ離れた対象まで進んで検出器に戻るのにおよそ０．６６マイクロ秒必要であるという事実を考慮すれば、この程度の距離の測距において、このような時間長の合成パルスを用いることが可能であり、当業者であれば、選択されたパルス幅および所望範囲に応じて必要なパルスサイクル数を調整できるはずである。シーケンスの検出は、好ましくは、ＶＣＳＥＬベースの光源と同期して個々のパルスを検出するステップと、読み出しの前に、シーケンス全体に対して、画素ウェルレベルで入射する光子に応じて発生する電荷を蓄積するステップと、を含む。以下、シーケンスにわたって積分された電荷を表す値（したがって、画素における受光量）を指すために「露出値」という用語を用いる。シーケンスの放出および検出は周期的に繰り返されてもよい。
【００５６】
本発明はレンジゲーティングを用いて動作する。レンジゲート撮像装置は、パルスの時間長の間、放出されたパルスの検出された反射パワーを積分する。パルス放出窓と反射パルスの到達との間の時間の重なり量は、光パルスの戻り時間、ひいてはパルスが進んだ距離に依存する。したがって、積分されたパワーは、パルスが進んだ距離に関連付けられる。本発明は、上述のパルスのシーケンスに適用されたレンジゲーティングの原理を用いる。以下の説明では、シーケンス全体の測定が得るために、シーケンスの個々のパルスが画像素子レベルで積分されることが黙示的に理解される。
【００５７】
図１は、本発明による方法の一実施形態のフローチャートを表している。一般性を失うことなく、レンジゲーティングアルゴリズムを参照して測距方法を説明する。第１の時間窓１０において、本方法は、ソリッドステート光源２１０を含む光源からシーンの対象エリア内の任意の物体へ、レーザ光のスポットパターン（例えば、規則的または不規則なスポットの空間的パターン）を投射するステップ１１０を含む。空間的パターンは、パルスのシーケンスで繰り返し投射される。
【００５８】
上述のように、ソリッドステート光源はＶＣＳＥＬアレイを備え得る。システムが最適に動作するために、本発明の実施形態に用いられるＶＣＳＥＬは、距離が長く、かつ環境光（例えば、昼光）が高レベルであっても単位面積当たりのスポットにつき最大の光パワーを放出するように配置されることが好ましい。したがって、ビームが良質な（Ｍ２因子が低い）レーザが好ましい。さらに好ましくは、レーザは、波長分散が最小限であるべきであり、特に小さい波長分散は、単一モードレーザにより達成することができる。よって、必要な空間的精度および時間的精度で、実質的に同一のパルスが再現可能に生成され得る。異なる経路をたどる光線がすべて、同じ（垂直）角度で狭帯域バンドパスフィルタを通過することを確実にするように光学系が配置されていないシステムにおいて、ＶＣＳＥＬアレイは、異なるスポットが異なるそれぞれの波長を有するように構成され、異なるそれぞれの波長は、異なる入射角における狭帯域バンドパスフィルタの通過帯域の最大値に対応する。この構成は、タイル型レーザアレイを使用することによって、またはＶＣＳＥＬアレイ内の個々のＶＣＳＥＬの波長を変更するための手段を提供することによって得ることができる。
【００５９】
パルスが放出されるのと同一時間窓の間、または実質的に重なる時間窓において、対象物体によって反射されたスポットパターンを表す光の第１の光量が、検出器で検出され１２０、検出器は、光源のできるだけ近くに配置されることが好ましい。フローチャートにおいて、スポットパターンの投射１１０およびその反射の第１の検出１２０を並べて配置することによって、これらのステップが同時か、またはほぼ同時に起こることを示している。後続の第２の予め定められた時間窓２０において、反射された光スポットを表す光の第２の光量が検出器で検出される１３０。この第２の窓２０の間、ソリッドステート光源は非アクティブである。次いで、物体までの距離は、反射光の第１の光量および反射光の第２の光量の関数として算出される１４０。
【００６０】
第１の予め定められた時間窓１０および第２の予め定められた時間窓２０は、好ましくは、検出量のうちの一方を他方から差し引くことにより、雑音および環境光の相殺を容易にするための、時間長が実質的に等しい連続する窓である。以下、図３と併せて例示的なタイミングスキームをより詳細に説明する。
【００６１】
検出器は、複数の画像素子を備える、すなわち、検出器は、シーンの画像（照射されたスポットを含む）を画像素子に投射するように配置された適切な光学系を有する画像素子アレイから構成される。本明細書で使用される「画像素子」という用語は、画素の個々の感光性エリアまたはウェルを指してもよいし、画素全体（複数のウェルを含み得る。下記参照）を指してもよい。所与のすべての投射スポットについて、第１の光量の検出１２０および第２の光量の検出１３０は、１つの同一画像素子または複数の画像素子の同一グループで行われる。
【００６２】
一般性を失うことなく、画像素子のそれぞれは、第１の光量の検出１２０および第２の光量の検出１３０が同一画素または同一画素グループのそれぞれの電荷ストレージウェル２２１、２２２で行われ得るように、少なくとも２つの電荷ストレージウェル２２１、２２２を含む画素であり得る。
【００６３】
図２は、対象のシーンにおける物体９９に関連する、本発明によるシステムの実施形態を概略的に表している。システム２００は、周期的に繰り返され得るスポットのシーケンスのパターンを物体９９に投射するためのソリッドステート光源２１０を備える。検出器２２０は光源の近くに配置され、物体から反射された光を検出するように構成されている。
【００６４】
物体９９から跳ね返る光ビームを、光源２１０から物体９９まで進み、検出器２２０に返る破線の矢印として示す。この図はあくまで概略的なものであり、決して実際の相対距離または角度を示すように意図されたものではないことに留意されたい。
【００６５】
同期手段２３０は、従来のクロック回路または発振器を備えることができ、第１の予め定められた時間窓１０の間に物体にスポットパターンを投射するようにソリッドステート光源２１０を動作させるとともに、実質的に同時に、物体９９によって反射された光スポット（複数可）を表す光の第１の光量を検出するように検出器２２０を動作させるように構成されている。同期手段２３０は、それぞれの後続の第２の予め定められた時間窓２０の間に、物体９９から反射された光スポットを表す光の第２の光量を検出するように検出器２２０をさらに動作させる。適切な処理手段２４０は、第１の反射光量および第２の反射光量の関数として物体までの距離を算出するように構成されている。
【００６６】
図３は、本発明の実施形態における投射および検出のタイミング図を表している。明確にするために、図１の周期的に繰り返されるパルスシーケンスのうちの１つのパルスのみを示しており、この１つのパルスは、第１の時間窓１０および第２の時間窓２０からなる。
【００６７】
図３ａから分かるように、第１の時間窓１０の間、ソリッドステート光源２１０が「オン」状態であり、光スポットのパターンをシーンに放出する。第２の時間窓２０の間、ソリッドステート光源２１０が「オフ」状態である。
【００６８】
反射光の検出器２２０への到達は、投射開始に対して、進んだ距離に比例する時間（自由空間で約３．３ナノ秒／ｍ）の分だけ遅れる。この遅れにより、第１の時間窓１０の間にのみアクティブである検出器２２０の第１のウェル２２１で、反射光のうちの一部のみが検出される。したがって、アクティブ期間（第１の時間窓１０）中にこの第１のウェル内に蓄積された電荷は、反射パルスの到達前に画素に作用する雑音および環境光のみを表す部分と、雑音、環境光、および反射パルスの立ち上がりエッジを表す部分と、からなる。
【００６９】
反射パルスの後者の部分は、好ましくは第１の時間窓１０の直後に続く第２の時間窓２０の間にのみアクティブである検出器２２０の第２のウェル２２２で検出される。したがって、アクティブ期間（第２の時間窓２０）中にこの第２のウェル内に蓄積された電荷は、雑音、環境光、および反射パルスの立ち下がりエッジを表す部分と、反射パルスの到達後に画素に作用する雑音および環境光のみを表す部分と、からなる。
【００７０】
反射する物体９９とシステム２００との間の距離が長くなるにつれて、第１のウェル２２１において検出されるパルスの比率が小さくなるとともに、第２のウェル２２２において検出されるパルスの比率が大きくなる。
【００７１】
第１のウェル２２１の閉鎖後（すなわち、第１の時間窓１０の終了後）に反射パルスの立ち上がりエッジが到着した場合、第２のウェル２２２において検出され得る反射パルスの比率は、飛行時間遅延の増大に伴って再び減少する。
【００７２】
物体９９の距離を変化させて、結果としてウェル２２１、２２２にそれぞれ生じる電荷Ａ、Ｂの量を図３ｂに示す。図を単純化するために、図３ｂでは、逆二乗則による距離に伴う光の減衰効果を考慮しない。第１の時間窓１０および第２の時間窓２０の合計時間長以下の飛行時間遅延については、飛行時間遅延は、原則的には一義的に値ＡおよびＢから得られることが明らかである。
−第１の時間窓１０の時間長以下の飛行時間遅延については、Ｂは物体９９の距離に比例する。絶対距離の測定を容易に達成するために、正規化された値Ｂ／（Ｂ＋Ａ）を用いて、検出物体の不完全反射の影響および逆二乗則の影響を排除してもよい。
−第１の時間窓１０の時間長を超える飛行時間遅延については、Ａは昼光および雑音の寄与のみからなり（図示せず）、Ｃ−Ｂは実質的に物体９９の距離に比例し（逆二乗則に関する補正の後）、Ｃはオフセット値である。
【００７３】
図３ａおよび図３ｂは時間窓１０において放出された単一のパルスに関して本発明の原理を示しているが、上で定義したように、図示のパルスはパルスのシーケンスの一部であることを理解されたい。図３ｃは、このようなシーケンスの例示的なタイミング特性を概略的に示している。図示のように、照射スキーム４０は、個々のパルス１０のシーケンス３０の放出の繰り返しからなる。個々のパルス１０の幅は、最大動作範囲によって規定される。シーケンス全体は、例えば６０Ｈｚの周波数で繰り返されてもよい。
【００７４】
短距離での物体による光の反射は、画素飽和を引き起こす可能性が高く、これは、これは、このような反射の減衰が、（距離に伴う光の減衰の逆二乗則のために）より遠い物体から生じる反射の減衰よりもはるかに小さいためである。自動車用途などの特定の用途は比較的長い距離まで正確なシステム動作を必要とするため、最も近い動作距離と最も遠い動作距離との間で大きな光子スパンをカバーしなければならない。これらの制約により、短距離での画素飽和は、特に（短距離で大部分の反射を受ける）第１のウェルセットにおいて極めて現実的なリスクである。発明者らは、所与の画素空間全体に対して、第１のウェルセットによって表される光子容量が増やされ、第２のウェルセットによって表される光子容量が減らされた非対称のウェル構成を使用することによって、飽和問題を緩和できることを見出した。増加と減少とが釣り合っていれば、追加の画素表面コストなしでダイナミックレンジを増加することができる。
【００７５】
ブルーミングは、画素内の電荷がその特定の画素の飽和レベルを超えた場合に発生する現象である。その結果、電荷がオーバーフローし始め、隣接する画素に悪影響を及ぼす。これにより、隣接する画素において不正確なデータが生じる。本発明によるシステムの画素は、関連するウェルセットが飽和して隣接する画素のウェルにこぼれる前に、過剰な電荷を抜き出すための、アンチブルーミング電子回路を備えることが好ましい。特に、隣接するスポットからの情報が背景光の除去のために使用される場合、隣接する画素から独立して（かつ混入なしに）得られる背景光を正確に推定することが極めて重要である。
【００７６】
本発明の実施形態は、ウェルの容量に関連する熱雑音（「ｋＴＣ雑音」とも呼ばれる）についてサンプルを補正するために相関二重サンプリングを使用することができる。この目的のために、画素の電子回路は、例えばフレームの始めにＶｒｅｓｅｔを測定し、フレームの終わりにＶｓｉｇｎａｌを測定することによって、リセット電圧（Ｖｒｅｓｅｔ）と信号電圧（Ｖｓｉｇｎａｌ）との間の差分測定を実行するように設計され得る。電子的（画素内）実装の代替策として、相関二重サンプリングはまた、プロセッサ内で読み出し信号どうしの差（Ｖｓｉｇｎａｌ−Ｖｒｅｓｅｔ）をデジタル的に取るによって実装されてもよい。
【００７７】
画素構造内の感光素子（特にダイオード）に到達する光量を増加させるために、本発明の実施形態は、裏面照射を使用することができ、その場合、画素回路は感光層の背後にあり、したがって感光素子を読み取るために衝突する光子が通過しなければならない層の数が減る。
【００７８】
本発明による測距システムを、国際公開第２０１５／００４２１３号パンフレットによる三角測量ベースのシステムと組み合わせてもよい。小型化を目的とする場合、三角測量ベースのシステムでは、プロジェクタと検出器との間の距離が結果的に比較的短くなり、したがって動作範囲が狭くなる。しかしながら、組み合わせることによって利益をもたらすのは、まさにその短い距離であり、これは、三角測量ベースのシステムは、飛行時間ベースのシステムが十分正確に動作することができない距離をカバーできるためである。
【００７９】
１つまたは複数の検出物体への距離を経時的に監視するために、測距処理全体を反復してもよい。これにより、先進運転支援システム、アクティブサスペンションを備える車両、または自律型車両などの、連続的に検出物体までの距離に関する情報を必要とする処理において、本方法の結果を用いることができる。
【００８０】
説明されたシステムのすべての要素を最適に動作させるためには、システムが熱的に安定でなければならない。熱的安定によって、とりわけ、本来であれば光学フィルタ、および光学系の他の素子の正常な機能を損なう、光学素子の望ましくない波長シフト（熱ドリフト）が回避される。本発明によるシステムの実施形態は、それらの設計によって、または、ＰＩＤコントローラを用いた温度制御ループによる能動的な調整によって、熱的安定を達成する。
【００８１】
国際公開第Ｏ２０１５／００４２１３号パンフレットは、検出期間中に画素に到達する環境光の量を最小限にし、それによって、パターン化されたレーザスポットの検出精度を向上させるための様々な技法を開示している。これらの技法はＬＩＤＡＲシステムの文脈で開示されているわけではないが、本発明の発明者らは、いくつかのこのような技法を本発明の実施形態と組み合わせた場合に優れた結果が生み出されることを見出した。これが特に当てはまるのは、検出器に狭帯域バンドパスフィルタを使用し、かつ、反射光がフィルタに対してほぼ垂直に入射することを確実にする適切な光学配置を用いた場合である。国際公開第２０１５／００４２１３号パンフレットに示されたこれらの配置の詳細は、参照により本明細書に援用される。さらなる特徴および詳細を以下に示す。
【００８２】
国際公開第２０１５／００４２１３号パンフレットから知られる様々な技法を本発明の実施形態に適用することによって、検出期間中に画素に到達する環境光の量を最小限にし得るが、一定量の環境光は回避できない。マルチピクセルシステムでは、画素のうちのいくつかのみが反射スポットによって照射される一方、他の画素は残留環境光のみによって照射される。画素の後者のグループの信号レベルを用いて、対象画素の信号に対する環境光の寄与を推定し、それに応じて当該寄与を差し引くことができる。追加的または代替的に、背景光または環境光を画素レベルで検出信号から差し引いてもよい。これは、２回の露出、すなわち、レーザパルスの到達期間に１回、パルスがないときに１回の露出を必要とする。
【００８３】
いくつかの実施形態では、検出器は、高ダイナミックレンジ検出器、すなわち少なくとも９０ｄＢ、好ましくは少なくとも１２０ｄＢのダイナミックレンジを有する検出器であってもよい。高ダイナミックレンジセンサの存在、すなわち、シーンの最も暗い部分でも強度レベルの十分な弁別を維持しつつ、飽和することなく大量の光子が得られるセンサの存在が、そのようなセンサを使用することの利点であり、非常に長距離でありながら、依然として、飽和することなく（反射光が比較的強い）短距離の物体を検出することができるセンサが可能になる。発明者らは、トーンマッピングを適用したセンサを使用するよりも、真の高ダイナミックレンジセンサを使用した方が有利であることを見出した。トーンマッピングでは、センサの線型範囲が高分解能の方へ圧縮される。文献では、対数圧縮または多重線型圧縮などの、いくつかの圧縮方法が記録されている（図４参照）。しかしながら、この非線型圧縮は、立体情報を抽出するために、取得されたシーンに対して論理演算または算術演算を行う前に、信号を再線型化することを必要とする。したがって、本発明による解決策は、計算の要件を増やすことなく検出精度を向上させる。図５に示すような、完全に線型の高ダイナミックレンジセンサを使用することは、いくつかの実施形態のさらなる利点である。所望のダイナミックレンジ特性を提供することのできる画素アーキテクチャおよび光検出器が、米国特許出願公開第２０１４／３５３４７２号明細書、特に、６５段落〜７３段落および８８段落に開示されており、その内容は、当業者が本発明の本態様を実施することを可能にするために、参照により本明細書に援用される。
【００８４】
本発明の実施形態は、高ダイナミックレンジ画素を用いる。これは、フルウェルキャパシティが大きい電荷槽によって、または、画素１つ当たりの電子雑音を制限する設計によって、または電荷転送時に雑音を付加しないＣＣＤゲートの使用によって、または高い検出量子効率（ＤＱＥ：ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を有する設計（例えば、表面照射では５０％の範囲、または背面薄型化としても知られる背面照射の場合は９０％の範囲）によって、または図６に示すような特定の設計（下記参照）によって、または上記列挙された改善策の任意の組み合わせによって、得ることができる。さらに、オーバーフロー容量を画素の前面に重ねるように追加することによって（この実現例は背面薄型化を必要とする）、ダイナミックレンジをさらに拡大することが可能である。画素設計は、アンチブルーミング機構を実装することが好ましい。
【００８５】
図６は、高ダイナミックレンジを有する画素の有利な実装の概略図を示している。この図の例では、浮遊拡散層に接続された２つのストレージゲート７、８を使用している。露出の後、シーンおよびレーザパルスによって発生した電子が、転送ゲート１１を用いて浮遊拡散層上で転送される。Ｖｇａｔｅ１およびＶｇａｔｅ２のゲート電圧は、共にハイに設定される。次いで、電荷が両方のコンデンサにわたって広がり、大きなフルウェルが実現される。この高フルウェルデータが増幅器との接続を介して読み出されると、電圧Ｖｇａｔｅ２がローに設定される。電子はコンデンサ７に向かって戻り、総画素ゲインが増加する。データは、増幅器によって読み出すことができる。後にＶｇａｔｅ１にロー電圧を印加することによって、より高いゲインを達成することがさらに可能である。電子は、浮遊拡散層２に向かって戻る。
【００８６】
図７は、ＣＭＯＳ技術で使用される想定画素の実現可能な二重ウェルまたは二重ビンの実装を示している。作用する信号は、２つの電荷ストレージに分配される。各槽は、レーザ光源のパルスと同期する外部パルスによって制御される別個の転送ゲートを有する。
【００８７】
図８〜図１０は、本発明の実施形態で使用され得るカメラを示しており、光照射源は、単色光を放出し、少なくとも１つの検出器は、対応する狭帯域バンドパスフィルタと、上記狭帯域バンドパスフィルタへの入射角を変更して、上記狭帯域バンドパスフィルタの主面の法線周辺の予め定められた範囲に上記入射角を制限するように配置された光学系であって、上記光学系が像空間テレセントリックレンズを備える、光学系と、を備える。本明細書では、「カメラ」という用語は、センサと、関連光学系（レンズ、レンズアレイ、フィルタ）と、の組み合わせとして用いられる。特に、図９では、光学系は、ミニレンズアレイの個々のミニレンズが入射光を少なくとも１つの検出器の個々の画素のそれぞれの感光エリア上に集束させるように、像空間テレセントリックレンズと少なくとも１つの検出器との間に配置されたミニレンズアレイをさらに含む。この１画素につき１つのミリレンズを配置することの利点は、すべての入射光を画素の感光部分に光学的に案内することによって、基礎となるセンサのフィルファクタによる損失を低減できることである。
【００８８】
これらの例すべてにおいて、照射線がフィルタ媒体を通過して実質的に等しい長さだけ進むことになり、すなわち換言すれば、入射した照射線は、フィルタ面に対して実質的に垂直であり、すなわちフィルタ面の法線周辺の予め定められた範囲内の入射角に制限され、これにより、例えば昼光、日光をフィルタにかけ、スポットが昼光を上回るように狭帯域幅内に正確にフィルタリングすることが可能になる。
【００８９】
車両周囲の空間全体が限られた数のセンサ、例えば８個のセンサで監視され、その結果、入射光線が、例えば１×１ラジアンの立体角に広がり得る本発明の実施形態において、入射角の補正は特に重要である。
【００９０】
図８は、このタイプの第１の光学配置を概略的に示す。第１の光学配置は、像空間テレセントリック構成で、ほぼ等しい焦点距離ｆを有する第１のレンズ１０３０と第２のレンズ１０４０とを備える。これは、すべての主光線（開口絞りの中央を通過する光線）が像平面に対して垂直であることを意味する。例示的な開口数である０．１６は、円錐角（ハーフコーンアングル）９．３°に対応する。したがって、レンズ系１０３０〜１０４０とセンサ１０２との間に配置された狭帯域バンドパスフィルタ１０６０への最大の入射角は、９．３°となる。
【００９１】
図９に示すように、好ましい設計は、像空間テレセントリック構成（構成は、場合により、物体空間テレセントリックであってもよい）で、ほぼ等しい焦点距離ｆを有する縦に並んだ２つのレンズ１１３０、１１４０と、平面的に並べられたミニレンズアレイ１１５０と、スペクトルフィルタ１１６０と、ＣＭＯＳ検出器１０２と、から構成される。第１のレンズ１１３０の中心Ｏは第２のレンズ１１４０の焦点にあるため、Ｏを横切るすべての光線は、第２のレンズ１１４０によって光軸に平行な方向に屈折する。ここで、第１のレンズ１１３０の焦点距離と比較して極めて遠くにある特定のレーザスポットＳ  １１１０について考える。よって、第１のレンズ１１３０によるこのスポット１１１０の像は、このレンズの焦点面近く、よって第２のレンズ１１４０のちょうど中央面に位置する点Ｐである。スポットＳ  １１１０から放出されて第１のレンズ１１３０によって取り込まれた光線は、第２のレンズ１１４０における点Ｐに向かって集束する光の円錐を形成する。この光の円錐の中心軸は点Ｏを横切り、光軸に平行、つまりスペクトルフィルタ１１６０に垂直に屈折し、最適な分光感度を達成する。したがって、第２のレンズ１１４０は、入射光ビームの角度を補正するためのレンズとして機能する。第２のレンズ１１４０の後方にある小さな凸状のミニレンズ１１５０を点Ｐがミニレンズ１１５０の焦点に位置するように用いることによって、円錐の他の光線が光軸に平行な光線の束として屈曲させることもできる。このように、スポットＳ  １１１０のすべての結像光線は、スペクトルフィルタにほぼ垂直の方向に屈曲する。これは、すべての画素の前に位置決めされたミニレンズのアレイを用いることによって、ＣＭＯＳ検出器のすべての画素の前で個々に行われ得る。この構成では、ミニレンズは像テレセントリック機能を有する。主な利点は、ミニレンズ１１５０における局所補正光学系によって、球面収差の増大を相殺しつつ、第１のレンズ１０３０の瞳を拡大することができる、または開口を除去することができることである。このように、センサアセンブリの感度を高めることができる。平行光線を集束させて画素のフォトダイオードに戻すことによってフィルファクタを最大化するために、スペクトルフィルタ１１６０とＣＭＯＳ画素１０２との間に第２のミニレンズアレイ（図１１には示さず）を追加してもよい。
【００９２】
第１および第２のレンズ１１３０、１１４０として、市販されているレンズを使用してもよい。当業者であれば、品質が類似する他のスマートフォンカメラまたはウェブカメラで典型的に用いられるレンズも使用できることを理解するはずである。前述のｉＳｉｇｈｔ（登録商標）カメラは、８メガピクセルの６×３ｍｍＣＭＯＳセンサ、１．５μｍの画素サイズ、ｆ／２．２の非常に大きな開口、約ｆ＝７ｍｍの対物焦点距離、および約３．２ｍｍの瞳直径を有する。視野角は、１ラジアン×１ラジアンのオーダーである。カメラの分解能がおおよそ画素サイズ（１．５ミクロン）であると仮定すると、レンズの収差は、開口によって選択される視野角のすべての光線について補正されると（アッベの法則より）結論付けることができる。
【００９３】
図１０は、図１１の配置の変形例を示しており、単一のリソグラフ処理で製造するために最適化されている。第１のレンズ１２３０は前述の実施形態の第１のレンズ１１３０と同様であるが、角度を補正する第２のレンズ１１４０は、同じ焦点距離ｆを有するフレネルレンズ１２４０で置き換えられ、ミニレンズアレイ１１５０はフレネルレンズアレイ１２５０で置き換えられている。利点は、それらが完全に平らで、（別個のフェーズゾーンの）ナノエレクトロニクス技術によって製造可能である点である。平行光線を集束させて画素のフォトダイオードに戻すことによってフィルファクタを最大化するために、スペクトルフィルタ１２６０とＣＭＯＳ画素１０２との間に第２のミニレンズアレイ１２７０を追加してもよい。つまり、カメラは本質的にはｉＳｉｇｈｔ（登録商標）などの標準カメラであるが、ＣＭＯＳセンサは特別に設計された、すべての構成要素が同じリソグラフ処理内で１つの一体化したブロックとして製造されている多層センサによって置き換えられている。この多層センサは、大量生産において安価であり、小型で堅牢であり、位置合わせの必要がない。これらの５つの層１２４０、１２５０、１２６０、１２７０、１０２のそれぞれは、本発明によって課される要件を満たすための独自の機能を有する。
【００９４】
直径ｄのレンズによって作られた円錐の最小角度は、λを光の波長とした場合に、λ／ｄのオーダーであり、ミニレンズ直径ｄ＝８．５μｍおよびλ＝８５０ｎｍの場合の最小円錐角は、１／１０ラジアンである。高品質のスペクトル干渉フィルタを用いると、これは約３ｎｍのスペクトル窓に対応する。
【００９５】
図８〜図１０の構成では、光学系の特性により非平面の焦点面が生じる。この影響を補償するために、検出器の画像素子を光学系の焦点面に沿う曲率を有する基板上に配置することができる。結果として、反射されフィルタリングされたスポットは、それらが検出器に到達する場所に関係なく、焦点が合った状態になる。検出器の基板の望ましい曲率は、フレックスチップ技術を使用することによって、または異なる向きのタイルを組み合わせることによって基板を構成することによって得ることができる。この解決策は、図１１に概略的に示されており、テレセントリック光学系１３３０、それに続く狭帯域バンドパスフィルタ１３６０、および湾曲した画素層１０２を示しており、湾曲した画素層１０２の湾曲は、テレセントリック光学系１３３０の焦点面の形状に従うように適合されている。
【００９６】
異なる経路をたどる光線がすべて、同じ（垂直）角度で狭帯域バンドパスフィルタを通過することを確実にするように光学系を配置することが不可能である（または望ましくない）場合、異なる入射角に対して異なるフィルタ特性を有するという問題は、光源で解決され得る。特に、ＶＣＳＥＬアレイは、異なるスポットが異なるそれぞれの波長を有するように構成することができる。この構成は、タイル型レーザアレイを使用することによって、またはＶＣＳＥＬアレイ内の個々のＶＣＳＥＬの波長を変更するための手段を提供することによって得ることができる。この解決策は、光学系１４３０およびセンサアレイ１０２の前に配置された狭帯域バンドパスフィルタ１４６０を示す図１２に概略的に示されている。明確にするために、そして一般性を失うことなく、それぞれ異なる波長（λ１、λ２）を有する２つの異なる入射角が図に示されている。光源の異なる波長（λ１、λ２）は、それぞれの入射角の下で狭帯域バンドパスフィルタの通過帯域の最大値に対応するように選択される。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態では、段階的または可変の減衰フィルタを検出器に適用することによって、深さ範囲全体にわたってスポットの強度を実質的に一定に保つことができる。代替的または追加的には、検出器から遠く離れたスポットの強度を十分な強度で受信しながら検出器に近いスポットの強度を弱くするために、非対称レンズ瞳も設けられてもよい。このようにして、検出器のクリッピングが回避され、すべてのスポットについて平均強度を実質的に同一にすることができる。
【００９８】
いくつかの実施形態では、照射源は、異なるゾーンに分割可能なＶＣＳＥＬであってもよく、それによって、その異なるゾーンについてレーザのオン時間が制御され得る。したがって、スポットの画像は、一定の強度、例えばＡ／Ｄ範囲の２／３を有するように制御され得る。あるいは、やはり一定の強度を得るために、高さに応じてスポットのアレイにわたって駆動電圧が駆動されてもよい。このような制御は、飽和回避サーボループと呼ばれ得る。アレイ内の異なるＶＣＳＥＬは強度に関して個別に制御して、同時に投射しながらパターンの個々のＶＣＳＥＬの強度を変化させてもよい。
【００９９】
本発明のいくつかの他の実施形態では、＋９°〜−９°の入射角の範囲内で照射線がフィルタに対して入射するように、狭帯域バンドパスフィルタの前でマイクロプリズムマトリックスが使用され得る。これにより、狭帯域幅フィルタリングが可能になる。プリズムマトリックスは、例えばプラスチック成形によって作製されてもよい。
【０１００】
例えばアクティブサスペンション車両用途が想定される本発明の実施形態では、スポットパターンの投射は、好都合には下向きとされる、すなわち道路の方に向けられる。
【０１０１】
本発明によるシステムは、上述の方法のステップを、専用ハードウェア（例えばＡＳＩＣ）、構成可能なハードウェア（例えばＦＰＧＡ）、プログラム可能なコンポーネント（例えば、適切なソフトウェアを用いるＤＳＰまたは汎用プロセッサ）、またはこれらの任意の組み合わせで実装することを含み得る。同じコンポーネント（複数可）が他の機能も含んでもよい。本発明はまた、上述の方法のステップを実現するコード手段を含むコンピュータプログラム製品に関し、このコンピュータプログラム製品は、光学媒体、磁気媒体、またはソリッドステート媒体などのコンピュータ可読媒体で提供されてもよい。
【０１０２】
本発明はまた、上述のシステムを備える車両に関する。
【０１０３】
本発明の実施形態は、限定はされないが、自動車用途、産業用途、ゲーム用途などを含み、屋内外の両方、短距離または長距離における、多岐にわたる用途で好都合に用いられ得る。いくつかの用途では、本発明の実施形態による異なるセンサを組み合わせて（例えば、デイジーチェーン接続して）、パノラマの、好ましくは一周（３６０°視野）にわたるカバー範囲を作り出してもよい。
【０１０４】
以上、別個のシステムおよび方法の実施形態を参照して本発明を説明したが、明確化のためにそのようにしたに過ぎない。システムまたは方法のみに関して説明した特徴は、方法またはシステムにそれぞれ適用可能であり、同じ技術的効果および利点を有することを当業者ならば理解するはずである。さらに、本発明の範囲は、これらの実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月12日(2018.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体までの距離を測定するためのシステム（２００）であって、
レーザ光の不連続なスポットのパターンを、パルスのシーケンスで前記物体に向けて投射するように配置されたソリッドステート光源（２１０）と、
複数の画像素子を備える検出器（２２０）であって、前記検出器（２２０）が、前記パルスのシーケンスと同期して、前記物体によって反射された不連続なスポットの前記パターンを表す光を検出するように構成される、検出器（２２０）と、
パルスの前記シーケンスにレンジゲーティングを適用することにより、前記パルス放出窓と前記反射パルスの到達との間の時間の重なり量に基づいて、前記検出された光に応じて前記画像素子によって生成された露出値の関数として、前記物体までの前記距離を算出するように構成された処理手段（２４０）と、
を備え、
前記画像素子（２２０）は、前記シーケンスの前記パルスのすべてについて、前記パルス放出時間窓と重なる第１の予め定められた時間窓（１０）の間に前記物体によって反射された光の第１の光量を表す第１の電荷量と、第２の予め定められた時間窓（２０）の間に前記物体によって反射された光の第２の光量を表す第２の電荷量であって、前記第２の予め定められた時間窓（２０）が、前記第１の予め定められた時間窓（１０）の後に起こる、第２の電荷量と、を蓄積することによって前記露出値を生成するように構成され、
前記複数の画像素子のそれぞれが、少なくとも２つの電荷ストレージウェルを備え、
前記第１の光量の前記検出および前記第２の光量の前記検出が、前記少なくとも２つの電荷ストレージウェルのそれぞれにおいて行われ、
前記ソリッドステート照射源が、±２０ｎｍ未満の波長分散を有する実質的に単色の光を放射し、前記検出器が、対応する狭帯域バンドパスフィルタ（１０６０；１１６０；１２６０；１３６０；１４６０）を備える、物体までの距離を測定するためのシステム（２００）。
【請求項２】
前記ソリッドステート光源（２１０）が、異なるスポットが異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）を有するように不連続なスポットの前記パターンを放射するように適合され、前記異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）が、異なる入射角における前記狭帯域バンドパスフィルタ（１０６０；１１６０；１２６０；１４６０）の通過帯域の最大値に対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ソリッドステート光源（２１０）が、前記異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）で光を放射する複数のタイルを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ソリッドステート光源（２１０）が、前記異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）を得るようにＶＣＳＥＬアレイのうちの個々のＶＣＳＥＬの発光波長を適合させるように構成された微小電気機械システムを備えた前記ＶＣＳＥＬアレイを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ソリッドステート光源（２１０）が、前記異なるそれぞれの波長（λ１、λ２）を得るようにＶＣＳＥＬアレイのうちの個々のＶＣＳＥＬの発光波長を適合させるように構成された圧電トランスデューサを備えた前記ＶＣＳＥＬアレイを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記狭帯域バンドパスフィルタ（１０６０；１１６０；１２６０；１３６０）への入射角を変更して、前記狭帯域バンドパスフィルタ（１０６０；１１６０；１２６０；１３６０）の主面の法線の周りの所定の範囲に前記入射角を制限するように構成された光学系（１０３０〜１０４０；１１３０〜１１５０；１２３０〜１２５０；１３３０）をさらに備え、前記複数の画像素子が、前記焦点面に対応する曲率を有する基板上に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記光学系が、像空間テレセントリックレンズを備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記光学系が、像空間テレセントリック構成に配置された、ほぼ同じ焦点距離を有する２つのレンズ（１０３０、１０４０；１１３０、１１４０）を備える、請求項７に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記光学系が、前記２つのレンズ（１１３０、１１４０）と前記狭帯域バンドパスフィルタ（１１６０）との間に配置された第１のミニレンズアレイ（１１５０）をさらに備え、前記２つのレンズ（１１３０、１１４０）から前記第１のミニレンズアレイ（１１５０）に入射する実質的にすべての光線を前記所定の範囲に方向付ける、請求項８に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記光学系が、前記狭帯域バンドパスフィルタ（１２６０）と前記少なくとも１つの検出器（１０２）との間に配置された第２のミニレンズアレイ（１２７０）をさらに備え、前記ミニレンズアレイ（１２７０）の個々のミニレンズが、入射光を前記少なくとも１つの検出器（１０２）の個々の画素のそれぞれの感光エリア上に集束させる、請求項８または９に記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記第１の予め定められた時間窓と前記第２の予め定められた時間窓とは実質的に等しい時間長であり、連続して発生する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
車両の周囲のエリアのうちの少なくとも一部を動作可能にカバーするように配置された、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム（１００）を備える車両。
【請求項１３】
カメラであって、前記カメラが、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム（１００）を備え、それにより、前記システム（１００）が、前記システムから得られた情報に基づいて前記カメラの画像に３次元情報を付加し、３次元画像を作成することを可能にするように適合されている、カメラ。
【国際調査報告】
2019529957.tif 000017
2019529957.tif 000018
2019529957.tif 000019
2019529957.tif 000020
2019529957.tif 000021